QCM : Relation structure-propriétés des matériaux — 14 questions

Explication

Le carbone possède six protons, appartient au groupe 14 et se trouve dans la deuxième période. Le numéro 14 correspond au groupe, tandis que la quatrième période ne correspond pas à sa position.

Explication

Une composition identique peut correspondre à des formules structurales, des groupes d’espace, des paramètres de maille et des volumes différents. Elle n’implique pas un changement des éléments chimiques présents.

Explication

L’allotropie désigne l’existence de plusieurs formes cristallines ou moléculaires d’un même corps simple. La possibilité de plusieurs structures cristallines pour un corps composé relève du polymorphisme.

Explication

Le polymorphisme concerne les corps composés qui présentent différentes formes cristallines grâce à des organisations distinctes des mêmes atomes. Les formes multiples d’un corps simple relèvent de l’allotropie.

Explication

Le diamant repose sur un assemblage tétraédrique où chaque carbone a une coordination 4, alors que le graphite possède des feuillets hexagonaux de coordination 3. Les autres propositions inversent ou uniformisent ces structures.

Explication

Le diamant ne conduit pas le courant électrique, mais il conduit efficacement la chaleur. La conductivité électrique dans le plan est une caractéristique du graphite, et non du diamant.

Explication

Les feuillets du graphite favorisent le transport électrique et thermique dans leur plan, tandis que la conduction est faible perpendiculairement aux feuillets. Les autres réponses inversent ou dissocient incorrectement ces deux propriétés.

Explication

La wurtzite et la blende, aussi appelée sphalérite, sont deux polymorphes du même composé ZnS et présentent une coordination tétraédrique. Les autres propositions confondent ces formes avec des allotropes du carbone.

Explication

Les deux polymorphes du ZnS sont des semi-conducteurs à large gap, ce qui constitue leur caractéristique électronique commune. Ils ne sont donc ni des métaux ni des matériaux à gap nul.

Explication

La wurtzite possède un gap énergétique de $3{,}54\ \text{eV}$, tandis que celui de la blende vaut $3{,}91\ \text{eV}$. La proposition inversant ces valeurs attribue à chaque polymorphe le gap de l’autre structure.

Explication

L’analyse considère la symétrie du matériau, de la sollicitation, de la réponse et de la propriété physique qui relie sollicitation et réponse. La symétrie du matériau ne remplace donc pas l’examen des trois autres éléments.

Explication

Le principe de Curie affirme que les éléments de symétrie présents dans les causes se retrouvent dans les effets qu’elles produisent. Il concerne donc une relation de symétrie, et non une égalité d’intensité ou une indépendance entre causes et effets.

Explication

Les arguments de symétrie permettent d’identifier les propriétés interdites et donc de savoir si un effet est permis. Ils ne renseignent pas sur la taille de cet effet, qui dépend d’arguments atomistiques ou d’autres informations quantitatives.

Explication

La polarisation diélectrique peut exister dans tous les matériaux, alors que la piézoélectricité requiert un groupe ponctuel sans centre d’inversion. La présence d’un centre d’inversion interdit donc la piézoélectricité, mais pas la polarisation diélectrique.